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与传统变频器相比,矩阵变换器(MC)省去了中间直流环节,具有输入功率因数可调、能量双向流动、正弦输入/输出等优点,是一种新型结构的“绿色”直接交-交功率变换器件。在双馈型调速机构及风力发电机组中具有广泛的应用价值。研究了矩阵变换器的拓扑结构、数学模型及基本工作原理。在分析间接空间矢量控制策略的基础上,构建了采用间接空间矢量控制算法的矩阵变换器仿真模型,给出了矩阵变换器输出线电压、输入(出)线电流的仿真波形及频谱分析图。仿真结果表明,采用间接空间矢量控制不需要在输出相电压中引入低频谐波,即可使矩阵变换器的电压利用率达到最大值(86.6%),实现输入电流相位差的任意控制。研究分析了矩阵变换器闭环控制的基本原理,在Matlab/Simulink平台上构建了矩阵变换器闭环控制的模型并进行了仿真,给出了矩阵变换器的输出线电压、输入线电流及输出线电流的仿真波形。对比矩阵变换器采用闭环控制与采用间接空间矢量控制策略的仿真结果,可知闭环控制算法可得到更平滑、谐波含量更小的波形,且具有良好的控制性能。提出了基于间接空间矢量算法带前馈补偿的矩阵变换器闭环控制方案,以保证电网电压非正常工况下矩阵变换器(MC)的安全稳定运行。通过检测虚拟直流电压值的变化实时调节空间矢量调制系数实现前馈补偿；将实际输出电压和期望输出电压的偏差作为负反馈加到下一个采样周期的开关调制函数矩阵中,实现输出电压负反馈闭环控制。仿真结果表明：具有前馈补偿方案的闭环控制策略,可有效抑制矩阵变换器在电网电压非正常工况下输出电压及输入、输出电流波形的畸变,谐波含量明显减少。该控制方案亦可获得良好的动态特性,有效抑制电源的不平衡。研究了无刷双馈风力发电机(BDFM)的基本结构及其运行原理、变速恒频发电方案。构建了矩阵变换器励磁的无刷双馈风力发电系统实验平台,并进行了相关的试验,实验结果验证了矩阵变换器励磁BDFM的可行性。